Observando-se os achados encontrados verificou-se a presença de fluorapatita em todas as amostras analisadas (Figuras 15A a 15F).
Figura 15. Gráficos da análise de DRX mostrando a presença de fluorapatita em todas as amostras analisadas.
5 DISCUSSÃO
Devido ao considerável aumento do risco de lesões cariosas em crianças, enfatiza-se a necessidade de se otimizar as técnicas de prevenção. O papel do flúor tópico no declínio da doença cárie é bem conhecido, e a utilização da irradiação laser tem sido estudada como coadjuvante nas terapias preventivas melhorando as características do tecido irradiado e tornando-o menos susceptível à desmineralização (Cecchini et al., 2005; Korytnicki et al., 2006).
A irradiação laser poderia beneficiar pacientes de alto risco/atividade de cárie, nos quais as estratégias de prevenção podem ser menos eficazes, principalmente em crianças que fazem uso irrestrito de sacarose associado a uma higiene bucal inadequada, o que reduz o pH do biofilme dental, favorecendo o desenvolvimento dos estreptococos do grupo mutans (Marsh, 1992). Este possível benefício da irradiação laser é importante sobretudo pela perspectiva de prolongar a manutenção do flúor na cavidade bucal e aumentar sua incorporação.
A ação preventiva do flúor, após o uso de produtos fluoretados, é determinada pelo armazenamento deste mineral em depósitos de fluoreto de cálcio (CaF2) na superfície dental,
aumentando a disponibilidade dos íons flúor no fluido salivar. Porém, se o uso é descontinuado seu efeito pode não ser mantido, uma vez que os reservatórios são esgotados dentro de alguns dias e não estarão mais disponíveis no meio bucal para interferir no processo de desmineralização-remineralização (Toumba, 2001). Com a associação do laser a fluoretos, é possível que ocorra um aumento da retenção e da incorporação do flúor pelo esmalte dental, o que favorece seu efeito cariostático a longo prazo (Flaitz et al., 1995; Hsu et al., 1998; Tepper et al., 2004).
Dentre os diversos tipos de lasers, o laser Nd:YAG apresenta efeito preventivo comprovado (Hossain et al., 2001; Castellan et al., 2007; Zezell et al., 2009), relacionado com alterações físico-químicas provocadas pelos efeitos fototérmicos e fotoquímicos inerentes aos lasers de alta potência (Kato et al., 2006).
Não há, na literatura, um consenso sobre o limiar de ablação do laser Nd:YAG, mas sabe-se que o efeito de foto-ablação dos lasers ocorre somente com um processo de interação relativamente longo, juntamente com altas doses de energia acumulada (maior do que 100 J/cm2) (Nelson et al., 1986). Energia inferior a 60 mJ não promove ablação do
tecido e vem sendo observado aumento da resistência ácida do esmalte em dentes permanentes (Majori et al., 2005; Bedini et al., 2010). Com este propósito, os parâmetros empregados no presente estudo, foram determinados para promover alterações químicas e morfológicas na superfície do esmalte, capazes de aumentar a resistência à desmineralização, sem promover ablação do tecido dental. Assim, além do emprego de parâmetros subablativos, a duração do pulso foi curta, pois, de acordo com Featherstone et al. (1998), pulsos curtos distribuem melhor o calor, enquanto pulsos de maior duração, podem desnecessariamente distribuir energia mais profundamente nos tecidos.
Na literatura, dentre as alterações observadas na superfície irradiada com doses mais elevadas, está a presença de rugosidades, que com o aumento da intensidade da irradiação pode levar à formação de trincas, fissuras e espaços vazios entre os cristais de hidroxiapatita, resultantes da fusão e posterior recristalização do esmalte após resfriamento (Tagomori e Iwase, 1995), ou mesmo formação de crateras na superfície do esmalte (Pelino et al., 1999; Hossain et al., 2001; Tsai et al., 2002; Chen e Huang, 2009). Somado a isso, em função dos parâmetros utilizados, a luz laser pode penetrar através dos tecidos e afetar o tecido pulpar por seu efeito térmico (Castellan et al., 2007).
Estudo prévio (Pelino et al., 1999) avaliou os efeitos do laser de Nd:YAG sobre o esmalte dental através de microscopia óptica e MEV, utilizando, freqüência de 10 a 80 Hz e potência não superior a 5W. Os resultados mostraram que o esmalte irradiado apresentou fusão e recristalização e maior resistência às lesões cariosas. Esta fusão e recristalização também foi relatada por Hossain et al. (2001), que utilizaram potência de 1, 2 e 3 W e freqüência de 20 Hz, acreditando que estas alterações estruturais são conseqüências do aumento da temperatura. Foi relatado que existe uma relação direta entre o aumento da temperatura com laser Nd:YAG pulsado, com a potência e a freqüência utilizada durante a irradiação, sugerindo que a temperatura aumenta em função da potência e da frequência (White et al., 1994). Já é conhecido que o aumento da resistência ácida pode ocorrer a partir de alterações químicas induzidas pela irradiação laser, sem ser necessário que ocorra ablação ou fusão, e principalmente, que as alterações do esmalte fusionado não são as mais interessantes para reduzir a solubilidade (Apel et al., 2005), justificando assim, o emprego dos parâmetros subablativos utilizados no presente estudo.
Sabe-se que a progressão da lesão de cárie é um processo dinâmico que envolve duas etapas principais: (1) a dissolução da cristais de hidroxiapatita do esmalte, e (2) a difusão de íons como cálcio, fósforo e hidrogênio, dentro e fora da superfície do esmalte (Higuchi et al., 1969). Os primeiros locais de ataque ácido são microestruturas como os
espaços inter-prismáticos, espaços ou defeitos de desenvolvimento do esmalte (Zero, 1999). Com a irradiação podem ocorrer mudanças estruturais na superfície do esmalte, que fazem com que esta estrutura se torne mais resistente após a fusão e recristalização do esmalte. Isso foi demonstrado numa avaliação qualitativa por microscopia de luz do esmalte irradiado com alta fluência (170J/cm2), observando que pouca ou nenhuma lesão ocorreu (Oho e Morioka, 1990). Porém, essa resistência ácida à custa de altas densidades de energia, possivelmente poderá levar a ocorrência de danos estruturais, devido ao aumento de temperatura. Com densidade de energia menor, a associação dessa irradiação com fluoretos tópicos pode permitir uma maior incorporação desse flúor, melhorando o processo de remineralização, sem que seja necessário atingir altas temperaturas no substrato. Isso foi constatado no presente estudo, pela menor profundidade da desmineralização nos grupos em que foi associado fluoretos com irradiação laser (FAL e VFL) em relação ao grupo controle (C).
Para a prevenção da cárie dental, a fim de alterar a composição ou a solubilidade dos tecidos dentários duros, a luz laser deve ser fortemente absorvida e transformada em calor de forma eficiente sem danificar os tecidos ao redor ou subjacente (Featherstone e Nelson, 1987). Quanto mais a radiação é absorvida por um determinado tecido, menor é a profundidade de penetração nele. Assim, é importante ressaltar que a absorção máxima para a hidroxiapatita está em 10.000 nm e para a água em 3.000 nm. O laser de Nd:YAG está longe dos picos de absorção desses componentes, sendo sua radiação pouco absorvida pelos tecidos mineralizados (Miserendino et al., 1995; Gaspirc e Skaleric, 2001).
A pouca absorção do laser Nd:YAG é compensada pela adição de um fotoiniciador, que deve ser um material com pigmento cromóforo capaz de aumentar a absorção da energia laser no tecido, possibilitando a utilização de baixas densidades de potência, favorecendo a preservação do tecido pulpar (Mcnally et al., 1999). Assim, para potencializar os efeitos do laser Nd:YAG sobre a superfície do esmalte e diminuir a possibilidade de transmissão para o interior do tecido pulpar, são utilizadas substâncias fotoabsorvedoras, comumente a tinta nanquim (Tagomori e Morioka, 1989; Jennet et al., 1994; Huang et al., 2001) ou a pasta de pó de carvão (Zezell et al., 2009). Como estes pigmentos derivam da química do carbono, podem ocorrer reações químicas indesejáveis resultando em compostos tóxicos para a mucosa oral (Gelskey et al., 1998). No presente estudo, optou-se pelo não uso de substâncias fotoiniciadoras, presumindo então, uma maior penetração da luz no esmalte dental (Gaspirc e Skaleric, 2001), porém, com pouco risco aos tecidos pelo aumento de temperatura devido à baixa densidade de energia empregada.
O mecanismo pelo qual o Nd:YAG aumenta a resistência do esmalte não é esclarecido. Tem sido demonstrado que os lasers podem aumentar significativamente a resistência ácida do esmalte pela alteração da cristalinidade, da solubilidade aos ácidos e da permeabilidade do esmalte (Fowler, Kuroda, 1986). Levando-se em consideração umas das hipóteses para os benefícios do laser em prevenção, a qual propõe que a irradiação forma microporosidades em função da redução do teor de água e carbonato, e que estas microporosidades funcionariam como um reservatório (Fowler e Kuroda, 1986; Oho e Morioka, 1990), pode-se presumir que se o fluoreto de cálcio (CaF2) estiver disponível em
quantidades suficientes no momento da queda do pH na superfície do esmalte, possa haver mineralização destes espaços.
Foi demonstrado que o pH crítico para a dissolução do esmalte (pH 5,5) é reduzido consideravelmente pela irradiação laser chegando a pH 4,8 (Fox et al., 1992a). Segundo estes autores, na presença de apenas 0,1 ppm de flúor, o esmalte irradiado não sofrerá dissolução até que o pH crítico de 4,3 seja atingido. Partindo deste princípio pode-se acreditar que uma maior disponibilidade de flúor no meio bucal aumentaria a retenção e a incorporação do flúor no tecido irradiado, além de estabelecer ligações mais efetivas do flúor com o esmalte. Esta hipótese ajuda a explicar a inibição na formação de lesão de cárie artificial neste estudo, quando flúor e o laser foram associados.
Observou-se semelhança na literatura (Tagliaferro et al., 2007; Chen e Huang, 2009) em relação aos resultados positivos quando da associação do laser com o flúor, entretanto, no presente trabalho não se pode afirmar que houve um sinergismo nesta associação, pois a combinação do laser com flúor fosfato acidulado ou com verniz fluoretado (grupos FAL e VFL), proporcionou redução semelhante na profundidade da desmineralização, à aplicação de flúor isoladamente (grupos FA e VF), bem como o laser isoladamente que também foi capaz de reduzir a profundidade da desmineralização.
Em discordância com o presente estudo, Hicks et al. (1995) observaram um possível sinergismo entre flúor/laser quando o laser de argônio combinado ao flúor promoveu redução mais intensa na profundidade das lesões cariosas.
Estudos relativos aos efeitos dos lasers na microdureza do esmalte são divergentes. Muitos autores sugerem que a irradiação promove o aumento da microdureza (Florin et al., 1990), enquanto outros dizem não haver alteração da dureza na superfície irradiada (Shimizu, 1989; Majori et al., 2005), e outros observaram redução da microdureza nas amostras irradiadas (Jennett et al., 1994; Tagomori e Iwase, 1995). Estes resultados conflitantes são devido à utilização de diferentes tipos de lasers, em diferentes parâmetros e metodologias distintas, não estabelecendo resultados conclusivos. Nesta pesquisa foi
realizada a análise da microdureza longitudinal e não superficial, além disso, foi realizado a dureza após o desafio cariogênico, o que proporciona uma redução da dureza em função deste processo, permitindo avaliar apenas a variação da microdureza. Assim, foi possível observar menor variação da microdureza nos grupos FA e FAL, ou seja, o valor da dureza nestes grupos aproximou-se dos valores da área protegida, o que pode ter ocorrido devido ao baixo pH do flúor gel acidulado, proporcionando um aumento da porosidade do esmalte, facilitando sua difusão na superfície, e quando foi realizada a irradiação, provavelmente ocorreu aumento da incorporação desse flúor, tornando a superfície mais resistente. Estes achados estão de acordo com o estudo de Majori et al. (2005), que demonstraram que após o tratamento do esmalte dental com laser Nd:YAG em níveis de baixa energia (<60 mJ) não foi possível observar variação significante de dureza entre as superfícies irradiadas e não irradiadas.
Alguns autores associaram a diminuição da microdureza do esmalte à presença de fissuras profundas que tornam frágeis a estrutura do esmalte irradiado (Tagomori e Iwasa, 1995). Essas fissuras também foram descritas por outros autores. (Tagomori e Morioka, 1989; Ariyaratnan et al., 1997; Corpas-Pastor et al., 1997). Entretanto estes achados diferem do presente estudo, visto que a na análise de MEV não foi observada presença de fissuras profundas em nenhum dos grupos irradiados.
Um importante fator a ser considerado é que o emprego do laser associado ou não ao flúor promoveu uma redução da permeabilidade na superfície do esmalte, comparando-se com o grupo controle, sem tratamento algum. Este fato pode estar relacionado com a temperatura atingida pelo substrato após a irradiação que pode ter sido em torno de 350- 400°C, e nesta faixa de temperatura ocorre a decomposição das proteínas no esmalte. Os produtos dessa decomposição podem possivelmente promover um vedamento das microporosidades do esmalte reduzindo a penetração dos íons (Fowler e Kuroda, 1986; Hsu et al., 2000). Esta redução da permeabilidade pode estar também relacionada às mudanças químicas na matriz do esmalte pela perda de água e carbonato (Bachmann et al., 2004), já que quando a temperatura da superfície aumenta entre 100-650°C, ocorre redução do conteúdo de água, decomposição de proteínas, perda parcial de carbonato e formação de pirofosfato, o que diminui a solubilidade do esmalte (Fowler, Kuroda, 1986; Castellan et al., 2007). Essa faixa de temperatura pode ser interessante para as modificações induzidas pelo laser na permeabilidade do esmalte, já que não proporcionaria áreas de fusão na superfície. No presente estudo observou-se irregularidades na superfície na análise da MEV quando o laser foi empregado isoladamente. Os parâmetros utilizados neste estudo não provocaram fusão, mas foram suficientes para diminuir a difusão de íons na superfície do esmalte
irradiado. Isto pode ter ocorrido devido à desorganização da matriz orgânica levando a um efeito de vedamento (Hsu et al., 2000), e conseqüentemente limitando a penetração dos íons cobre.
As modificações observadas na análise de permeabilidade mostram que a irradiação laser isoladamente foi capaz de alterar as propriedades eletroquímicas da membrana do esmalte, levando à redução da permeabilidade, corroborando com os estudos de Márquez et al. (1993). Quando associado a fluoretos, os resultados foram semelhantes aos trabalhos de Zezell et al. (2009) e Moslemi et al. (2009). Nos grupos FA e VF também houve redução da permeabilidade, o que já era previsto, já que o flúor é capaz de reduzir as vias de permeabilidade e difusão do esmalte dental (Chersoni et al., 2010).
Na análise de MEV, foi observado alteração discreta da superfície do esmalte nos grupos irradiados, ausência de fissuras profundas, crateras ou qualquer alteração indesejável na superfície e presença de pequenas porosidades, que podem ter sido resultado da eliminação do material orgânico do interior do esmalte, condizendo com os achados da literatura que verificaram que o laser Nd:YAG em parâmetros subablativos, morfologicamente não ocasiona rachaduras na superfície do esmalte, apenas áreas de rugosidades ( Majori et al. 2005; Bedini et al., 2010).
No presente estudo, os grupos tratados somente com flúor fosfato acidulados ou verniz fluoretado, apresentaram uma superfície mais lisa e mais homogênea. No caso do flúor fosfato acidulado, acredita-se que sua acidez causou uma leve desmineralização do esmalte superficial, alterando levemente a superfície e diminuindo algumas irregularidades superficiais (Sobral et al., 2000), inerentes ao próprio esmalte ou causadas pela limpeza realizada com pedra pomes. Por sua vez, no grupo em que a irradiação foi realizada sobre o verniz fluoretado, observou-se a formação de grumos sob a superfície do esmalte, o que pode ter ocorrido devido à interação da luz laser com os pigmentos do corante presentes no verniz. Estes pigmentos podem ter aumentado a aderência do verniz na superfície, e mesmo com a limpeza simples que foi realizada não foi possível a remoção completa do verniz. No grupo em que foi aplicado somente o verniz fluoretado, a superfície apresentou-se lisa, com ausência de material na superfície, demonstrando que foi possível a remoção completa do verniz.
Na análise elementar de EDX, observou-se que o cálcio foi o elemento presente mais comum, seguido pelo oxigênio e fósforo, e que a quantidade destes elementos não variou entre as amostras irradiadas ou não irradiadas, corroborando com Müller et al. (2007). No entanto, foram encontradas pequenas quantidades de flúor em alguns grupos e comparando-se esta pequena quantidade com o lado controle de cada amostra onde não
havia sido realizado nenhum tratamento, observou-se que houve uma discreta incorporação no grupo em que foi associado o flúor com o laser (FAL) em relação aos demais grupos, sugerindo que a irradiação laser pode favorecer a uma maior formação de fluoreto de cálcio. Nesta análise, foi possível verificar que pode ter ocorrido um possível sinergismo do flúor acidulado com o laser, pois observou-se uma maior incorporação destes íons nas amostras irradiadas subsequentemente. Estes achados foram semelhantes ao encontrados por Bevilácqua et al.(2008), que utilizou o laser Er:YAG em esmalte bovino, com baixa fluência e baixa taxa de repetição, e observou que houve aumento na incorporação do flúor ao esmalte previamente tratado com flúor fosfato acidulado, demonstrando que possivelmente a irradiação laser promoveu uma maior retenção do íons no tecido irradiado, estabelecendo ligações mais efetivas do flúor com o esmalte.
Nos estudos prévios em que a irradiação foi realizada antes da aplicação de flúor, esta superfície irradiada pode ter favorecido a formação de microporos em função da perda de água e carbonato, os quais funcionariam como um reservatório mineral (Tagomori e Morioka, 1989; Rios et al., 2009). Nos estudos em que o flúor foi aplicado previamente ao laser os resultados também foram positivos uma vez que demonstraram aumentar a resistência do esmalte à desafio ácido (Steiner-Oliveira et al., 2010). Em relação ao momento da aplicação tópica de flúor, foi demonstrado que não houve diferença entre o uso do flúor antes ou depois da irradiação laser na resistência ácida do esmalte dental (Moslemi et al., 2009), entretanto a aplicação do flúor simultaneamente a aplicação de laser, como no presente estudo, apresentou bons resultados em estudo prévio (Derceli, 2010) uma vez que pode haver um somatório dos seus efeitos.
Na DRX observou-se a ocorrência de fluorapatita em todas as amostras, mesmo nos grupos que não se empregou o laser e não teve tratamento. Este fato provavelmente ocorreu pela dificuldade de verificar a procedência dos dentes decíduos utilizados na pesquisa, como estavam expostos ao meio bucal, a frequência de aplicações tópicas de flúor, a ingestão de água fluoretada pela criança, etc. Como atualmente grande parte dos dentifrícios do mercado apresenta flúor e a água de abastecimento pública do estado de São Paulo é fluoretada, provavelmente os dentes empregados neste estudo foram previamente expostos ao flúor, o que explicaria a presença de fluorapatita em todas as amostras avaliadas. Por sua vez, para a análise de EDX é necessário que exista uma quantidade maior de íons flúor nas amostras para detectar a sua presença no teste, justificando os achados do presente estudo.
Os resultados desta pesquisa são extremamente positivos pois demonstram que de fato é possível se obter o efeito de aumento da resistência do esmalte à desmineralização utilizando-se baixas densidades de energia associadas ao uso de fluoretos tópicos, e assim reduzir também os efeitos colaterais, como danos térmicos de superfície e danos pulpares irreversíveis resultantes de altas energias. É importante ressaltar também a importância dos fluoretos tópicos que mantiveram sua função protetora durante o desafio cariogênico, limitando a formação de lesões cariosas na superfície de esmalte dos dentes decíduos.
Comparar os inúmeros artigos sobre os efeitos da irradiação laser sobre o esmalte dental implica em algumas dificuldades. Inicialmente porque poucos estudos analisaram os efeitos preventivos da irradiação laser Nd:YAG no esmalte de dentes decíduos (Lizarelli et al., 2002; Birardi et al., 2004; Lizarelli et al., 2006; Castellan et al., 2007), e além disso o uso de diferentes comprimentos de onda, parâmetros, variações no tempo de pulso e de aplicação dos lasers, enfim, as poucas semelhanças entre as condições de irradiação e as variadas metodologias dificultam comparar diretamente os resultados dos diferentes estudos.
Assim, os presentes resultados sugerem que a irradiação com laser Nd:YAG nos parâmetros utilizados, apresentou-se como um método efetivo e capaz de melhorar as propriedades do esmalte decíduo, preservando suas características. Quando este método foi combinado com métodos preventivos convencionais, como a aplicação tópica de flúor, os benefícios foram intensificados. Ainda assim, estudos adicionais in situ e in vivo se fazem necessários para avaliar se este benefício pode ter um efeito em longo prazo, avaliando o comportamento do esmalte decíduo sob a influência do ambiente salivar, e ainda determinar a periodicidade que as irradiações devem ser realizadas para se obter o efeito preventivo.
6 CONCLUSÃO
Nas condições do presente estudo foi possível concluir que:
1) A irradiação com laser Nd:YAG e os fluoretos tópicos, utilizados em combinação ou isoladamente, foram capazes de reduzir a profundidade da desmineralização do esmalte dental decíduo submetido a desafio ácido.